變電站二次系統交流串入直流回路對繼電器的影響試驗研究

高利孝

（神華陜西國華錦界能源有限責任公司，陜西榆林 719000）

變電站二次系統交流串入直流回路對繼電器的影響試驗研究

高利孝

（神華陜西國華錦界能源有限責任公司，陜西榆林 719000）

眾所周知，直、交流混電會對變電站產生非常不利的影響，不僅可能導致變電站內多元件跳閘、高負荷損失，更會破壞電網，且因為防范難度非常的大，現階段已經被人們定義為變電站內的重大風險。本文從控制電纜的分布電容和測試出發討論，分析了交流串入直流電源系統試驗和數據，并對相關的試驗結果進行了討論，希望能為相關者提供幫助。

變電站 二次系統 交流串入 直流回路 繼電器

1　控制電纜的分布電容以及電容的測試方法

在變電站中，鎧裝屏蔽電纜是用來落實電纜控制的最常采用的電纜。由平行板電容可知電容的大小與介質的介電常數有關，正比于相對面積S，反比于空間距離d。又因為S與電纜長度L成正比，因此，當電纜長度L增大到一定數值時，原本被忽略的屏蔽層分布電容C就會變大，繼而無法再被忽略。在電纜芯線以及電纜屏蔽層之間加交流電源，所以可以利用相關儀器測量的U、I落實電纜芯線對屏蔽層的等效電容測定。利用實驗，我們對1000m控制電纜的電容量進行了測量，實驗證明電纜的芯線對屏蔽層的等效電纜約為0.28uF，測試結果詳見表1。

2　交流串入直流電源系統試驗和數據分析

2.1實驗接線

將直流電源串入變電站交流的電源系統包括三種形式：（1），將交流電串入直流電源正極；（2）將交流電串入直流電源負極；（3）將交流電串入繼電器啟動端。

2.2實驗的數據分析

（1）在直流電源正極和交流火線之間加空開，閉合空開，交、直流系統就可以實現混接。選擇DC220V的直流電源，以10V為調動幅度上調交流電源，使之從AC220穩步上升。在試驗過程中，交流電源不斷的上升，當達到電壓240V的時候，繼電器就會發出警報。此時接點無法閉合，繼續上調交流電源，使之達到270V，此時，繼電器兩端的電壓顯示已經到達190V，這時候繼電器輸出接點閉合，實驗的相關數據見表2。

表1　1000m控制電纜的電容量測試

表2　交流電源串入220V直流正電源的實驗記錄表

（2）在直流電源負極與交流火線之間加空開，待空開閉合，就可以實現直、交流系統的混接。此時的直流電源為DC220V，而交流電源應從AC220V開始，以10V為調動幅度上調，使之從AC220穩步上升。交流電源不斷的上升，當達到電壓240V的時候，繼電器就會發出警報。此時接點無法閉合，繼續上調交流電源，使之達到270V，此時，繼電器兩端的電壓顯示已經到達195V，這時候繼電器輸出接點閉合，實驗的相關數據見表3。

（3）在直流電源負極與交流火線之間加空開，當空開閉合之后，就可以實現直流系統與交流系統的混接，選用DC110V的直流電源，并使電源從220V開始以10V增長步調不斷的上升。保證交流電源280V不變，此時，繼電器兩端的電壓顯示已經到達76V，繼電器的輸出接點無法閉合。

（4）在繼電器啟動端與交流火線之間加空開，當空開閉合之后，就可以實現直流系統與交流系統的混接。選用DC220V的直流電源，從220V開始，以10V增長步調上調交流電源，當電源達到80V，當繼電器兩端的電壓顯示到達190V的時候，繼電器的輸出接點會出現短時間的閉合。

（5）在繼電器啟動端與交流火線之間加空開，當空開閉合之后，就可以實現直流系統與交流系統的混接。選用DC110V的直流電源，從0V開始，以每次增加10V的頻率增加交流電源，當電壓表顯示達60V的時候，繼電器兩端的電壓可達105V，在這種情況下，繼電器的輸出接點會出現非常短暫的閉合現象。

3　實驗結果

本實驗證明了ZR.KVVP4×4mm2所控制的電纜，分布電容為28nF/100m；本實驗具備局限性。在實際情況下，變電站電纜的真實情況要比實驗設計的這種情況復雜的多，因此在出現多根跳閘電纜并聯的情況時，必須以并聯跳閘電纜的總長度為準，考慮分布電容值；直流電源正、負極中串入AC220V交流電壓時斷路器操作箱跳閘繼電器不會誤動作，因此此時無需考慮斷路器操作箱跳閘繼電器的防誤動措施；當交流電源串入直流負極的時候，會對跳閘繼電器產生非常大的影響；當交流電源串入直流系統的正極和負極時，與DC220V系統的抗誤動能力相比，直流DC110V系統更具優勢；當AC220V交流電壓串入跳閘繼電器啟動端后，斷路器操作箱跳閘繼電器必定動作，此時需要采取有效措施防止跳閘繼電器啟動端出現誤碰現象。

4　結語

本文分析了變電站二次系統交流串入直流回路對繼電器的影響，并羅列了相關的數據，希望能夠幫助相關者合理解決變電站二次系統交流串入直流回路的相關問題。

［1］馬迎新，田建光，徐忱.變電站二次系統交流串入直流回路對繼電器的影響試驗研究［J］.電工文摘，2012（12）.

［2］周徐達，俞大明，陸建忠.變電站直流系統交流侵入問題的分析與對策［J］.供用電，2010（8）.